1、1.1 土的工程性质及分类1.1.1 土的组成v土的三相：矿物固体颗粒、水分和空气v土具有碎散性、压缩性、土颗粒间具有相对移动性和透水性土的主要物理性质土的主要物理性质v土的密度土的密度:自然状态下单位体积土的质量=m/V单位体积内干土颗粒质量土的质量v土的天然含水率土的天然含水率 土的饱和度稍湿土：饱和度在50%以下湿土：50%80%饱和土：80%100%Vmsd%100swmm%100vwrVVSv土中固体颗粒的相对密度4时水的单位体积质量为1000kg/m3v土的孔隙度v孔隙比v压缩量e1压缩前土的孔隙比e2压缩后土的孔隙比h压缩前图层厚度wsssVmd%100VVnvVVevheeeh
2、1211土的密实度和土的含水率有关。合适的含水量作为颗粒间缺乏必要的润滑，减少压实时能量的消耗。当土的自然含水量低于2%时，土在回填前要洒水渗透。1.1.2 土的状态指标v土的松密程度和软硬程度的指标。v松密程度以标准贯入试验锤击数作为指标。v相对密度v粘性土的4种状态：流态、塑态、半固态、固态。v塑性：在外力作用下沿力的作用方向变形，但不断裂也不改变体积。minmaxmaxeeeeDr1.1.3 土的压缩性v土颗粒之间有孔隙，土受压力作用后，孔隙体积被压缩。液体和固体颗粒不可压缩。1.1.3 土的渗透性v土的渗透性表示土的透水的性质：单位时间天（d）内水在土层中行经的距离（m）用渗透系数K。
3、v土的渗透系数大小取决于土的种类、土颗粒大小和粒径配级、均匀性和土的密实程度等有关。1.1.4 土的可松性和压密性v可松性：天然原状土经过开挖、运输、堆放而松散使体积增大。虽然振动夯实，仍然不能完全复原的现象。v施工压缩：回填后压实，使得体积减少v土经过开挖、运输、回填、压实后体积仍有可松空间。v可松动系数：132121VVKVVKV1开挖前土的自然密实体积V2开挖后土的松散体积V3压实后土的体积1.1.6 土的抗剪强度v插入图v砂的抗剪强度来源于颗粒间摩擦力。粘性土的抗剪性来源于摩擦力和粘聚力。v含水量大的土颗粒间产生润滑作用，使土的内摩擦力或粘聚力减弱，因留有较缓的边坡；含水量小的沙土颗粒
4、间的内摩擦减少，不宜采用陡坡。当沟槽上方荷载较大时，土体会在压力下产生滑移，因此边坡应缓，或采取支撑加固。1.1.7 土压力土压力的类型：土压力的类型：主动土压力主动土压力被动土压力被动土压力静止土压力。静止土压力。1.1.7 土压力1.1.7 土压力1.1.8 沟槽土的分类与开挖难易程度1.沟槽土的分类：岩石碎岩石砂土粉土粘性土人工填土2.土的开挖难易程度：8类16级别1.3 沟槽断面与土方量计算1.3.1 沟槽断面及选择沟槽断面及选择常见的沟槽断面形式：常见的沟槽断面形式： 基坑（沟槽）边坡坡度与开挖断面基坑（沟槽）边坡坡度与开挖断面土方开挖的边坡以土方开挖的边坡以1：n表示：表示：n=a
5、/hn边坡率边坡率a边坡水平长度（边坡水平长度（m）h边坡垂直高度（边坡垂直高度（m）n越小，边坡越陡，土体的下滑力越大土方计算v断面面积F=(W+nh)*hv土方计算V=(F1+F2)*L/2排水管道的沟槽通常以相排水管道的沟槽通常以相邻检查井所在处沟槽断面邻检查井所在处沟槽断面为计算断面。为计算断面。增加接口工作坑土方量增加接口工作坑土方量08规范宽度要求1.4沟槽与基坑开挖施工沟槽与基坑开挖施工1.4.1 单斗挖土机施工单斗挖土机施工1、正铲挖土机：适用于无地下水，开挖深度在、正铲挖土机：适用于无地下水，开挖深度在2m以上，以上， 一一四类土的基坑，但需要设置下坡通道。四类土的基坑，但需
6、要设置下坡通道。2、反铲挖土机：适用于深度在、反铲挖土机：适用于深度在4米左右的管沟和基槽，一米左右的管沟和基槽，一二类土。尤其适用于开挖地下水位较高或泥泞的土壤。二类土。尤其适用于开挖地下水位较高或泥泞的土壤。3、拉铲挖土机：与反铲挖土机相似。适用于大型基坑、沟槽开挖、拉铲挖土机：与反铲挖土机相似。适用于大型基坑、沟槽开挖4、抓铲挖土机：适用于挖掘面积较小，深度较大的沟槽、沉井、抓铲挖土机：适用于挖掘面积较小，深度较大的沟槽、沉井或者独立柱基的基坑，最适用于水下挖土。或者独立柱基的基坑，最适用于水下挖土。5、单斗挖土机生产率计算、单斗挖土机生产率计算小时生产率小时生产率Qh=60qnK1 (
7、m3/h)挖土机数量挖土机数量N=Q/QdTCKh1.4.2 多斗挖土机施工：多斗挖土机施工：（又称挖沟机、纵向多斗挖土机）v不宜开挖坚硬的土和含水量较大的土不宜开挖坚硬的土和含水量较大的土v宜于开挖黄土、粉质黏土。宜于开挖黄土、粉质黏土。1.4.3 推土机及其作业：推土机及其作业：C不宜开挖坚硬的土和含水量较大的土不宜开挖坚硬的土和含水量较大的土C宜于开挖黄土、粉质黏土。宜于开挖黄土、粉质黏土。1.特点：独立完成铲土、运图、卸土、填筑和平整。特点：独立完成铲土、运图、卸土、填筑和平整。2.适用：开挖一适用：开挖一三类土，地形起伏小，坡度三类土，地形起伏小，坡度20以内的以内的大面积场地平整，
8、开挖大型基坑、沟槽，以及填筑路基、大面积场地平整，开挖大型基坑、沟槽，以及填筑路基、堤坝等工程；堤坝等工程；3.不适用：砾石层和冻土地带以及土含水量不适用：砾石层和冻土地带以及土含水量27%和沼泽地和沼泽地带工作。带工作。1.4.4铲运机及其作业铲运机及其作业1.5 1.5 沟槽、基坑支撑沟槽、基坑支撑目目 的：防止沟槽土壁坍塌，材料：木材或钢材。的：防止沟槽土壁坍塌，材料：木材或钢材。适用条件：沟槽土质较差、深度较大而又挖成直槽适用条件：沟槽土质较差、深度较大而又挖成直槽/ 地下水位高的砂性土质并采用表面排水措施。地下水位高的砂性土质并采用表面排水措施。一、支撑种类及适用条件：一、支撑种类及
9、适用条件： 横撑横撑竖撑竖撑板桩撑板桩撑横撑和树撑的组成：横撑和树撑的组成：撑板撑板立柱立柱撑杠撑杠1.5.1支撑的作用、种类及适用条件支撑的作用、种类及适用条件横撑结构图断续式适用条件：土质较好，地下水量较小。断续式适用条件：土质较好，地下水量较小。连续式适用条件：土质较差，地下水较多或有流沙的情况。连续式适用条件：土质较差，地下水较多或有流沙的情况。板桩施工竖撑的适用条件：安全性最高，可在弱饱竖撑的适用条件：安全性最高，可在弱饱和土层中使用。和土层中使用。1.5.2 支撑的计算支撑的计算（一）撑板的计算（一）撑板的计算（二）立柱的计算（二）立柱的计算（三）撑杠的计算（三）撑杠的计算常用支撑
10、构件尺寸常用支撑构件尺寸1.5.3 1.5.3 支撑的设置和拆除支撑的设置和拆除(2)支撑作业要求 随沟槽的开挖及时支撑，雨期施工不得不加支随沟槽的开挖及时支撑，雨期施工不得不加支撑空槽过夜。撑空槽过夜。 横撑支在垂直垫板上，须在横撑端下方钉木托横撑支在垂直垫板上，须在横撑端下方钉木托 考虑下道工序的方便，安装管道时尽量不考虑下道工序的方便，安装管道时尽量不倒撑倒撑或少或少倒撑倒撑为原则为原则; ; 横撑应尽量使用支撑调节器，以减少木材的消横撑应尽量使用支撑调节器，以减少木材的消耗。耗。 采用水平密撑时，若一次挖至沟底再支撑有危采用水平密撑时，若一次挖至沟底再支撑有危险，可挖至一半先行初步支撑
11、，见底后再行倒险，可挖至一半先行初步支撑，见底后再行倒撑。撑。 撑板厚度一般为撑板厚度一般为4.5m4.5m，撑木不可有劈裂或腐烂，撑木不可有劈裂或腐烂情况；情况； 禁止攀登沟槽支撑上下；禁止攀登沟槽支撑上下； 在沟槽边不得安放施工机械在沟槽边不得安放施工机械支撑的拆除支撑的拆除(3)支撑拆除的基本要求检查槽壁有无裂缝，有危险时先还土；多层支撑的沟槽，可自下而上逐层拆除；拆撑前要仔细检查沟槽两侧的建筑物、电杆及其他外管道是否安全，必要时要加固后再拆撑；3.板桩支撑v板桩是一种支护结构，可用它来抵抗水和土所产生的水平压力，既挡土又挡水既挡土又挡水。v种类种类：钢板桩钢板桩、木板桩和混凝土桩。v根
12、据有无锚碇结构，分为无锚碇板桩和有锚碇板桩两类。钢板桩的打设方法钢板桩的打设方法：v单独打入法v围檀插桩法4.土层锚杆1）组成：锚头、拉杆、锚固体2）类型：v一般灌浆锚杆v预压锚杆v预应力锚杆v扩孔锚杆3)用途：深基坑1.6 1.6 地基处理地基处理1.6.11.6.1地基处理的目的：地基处理的目的：改善图的剪切性能、提高抗剪强度；改善图的剪切性能、提高抗剪强度；降低软弱图的压缩性，减少基础的沉降或不均匀沉降；降低软弱图的压缩性，减少基础的沉降或不均匀沉降；改善土的透气性，起着截水、防渗的作用；改善土的透气性，起着截水、防渗的作用；改善图的动力特征，防止砂土液化；改善图的动力特征，防止砂土液化
13、；改善特殊土的不良地基特性。改善特殊土的不良地基特性。常用处理方法：常用处理方法：排水固结和浆液加固排水固结和浆液加固换土垫层换土垫层挤密与振密挤密与振密压实与夯实压实与夯实基本概念基本概念v不均匀沉降不均匀沉降:在荷载作用下，若同一高度的地基各点沉降量不相同，称为不均匀沉降。v地基的局部处理：地基的局部处理：施工过程中如果发现地基图纸过硬或者过软，不符合设计要求时，本着使建本着使建筑物或构筑物个部位筑物或构筑物个部位沉降量趋于一致沉降量趋于一致，以减小地基不均匀沉降的原则对地基进行处理。v地基的加固：地基的加固：在软弱地基上建造建筑物或构筑物，利用天然地基有时不能满足设计荷载要求天然地基有时
14、不能满足设计荷载要求，需要对地基进行人工处理，以满足结构对地基的要求。1.6.11.6.1换土垫层：换土垫层：素土垫层：素土垫层：砂垫层：砂垫层：灰土垫层：灰土垫层：其他方法：其他方法：学习要点：材料要求、施工要点、施工工艺1.素土垫层v适用条件：黄土和杂土地基v材料要求：素土在最佳含水率范围内v施工要点：分层施工2. 砂垫层地基砂垫层地基v适用条件：含水量较大的黏土性地基v材料要求：粒径级配好（50mm）、质地坚硬v施工要点：v质量要求：3.灰土垫层地基v适用条件：深度2m以内，无地下水地基v材料要求：石灰：土=2：8或3：7v施工要点：v质量要求：环刀取样（？）将基底下一定深度的软弱土挖除
15、，分层填砂、石、灰土将基底下一定深度的软弱土挖除，分层填砂、石、灰土等，再夯实振密。等，再夯实振密。（1）挤密桩）挤密桩（2）振冲法）振冲法 利用加水和振动使地基密实。常用于砂土地基。利用加水和振动使地基密实。常用于砂土地基。A、挤密砂石桩：、挤密砂石桩：适用于处理松散砂土、填土、塑适用于处理松散砂土、填土、塑 性指数低的黏土。性指数低的黏土。B、生石灰桩：、生石灰桩：适用于处理地下水位以下的饱和黏土、适用于处理地下水位以下的饱和黏土、粉土、松散粉细砂、杂填土、饱和黄土等地基。粉土、松散粉细砂、杂填土、饱和黄土等地基。1.6.11.6.1换土垫层：换土垫层：将基底下一定深度的软弱土挖除，分层填
16、砂、石、灰土将基底下一定深度的软弱土挖除，分层填砂、石、灰土等，再夯实振密。等，再夯实振密。1.6.21.6.2挤密桩与振冲法：挤密桩与振冲法：（3）短木桩）短木桩 适用软土土层，处理深度适用软土土层，处理深度0.82.0m。v类型：重锤夯实地基v适用条件：处理地下水0.8m以上的稍湿土v材料要求：1.53t钢筋混凝土重锤v施工要点：自由落体高度2.454.5mv缺点：影响周围建筑物4.其他地基处理av类型：强夯地基v适用条件：大面积施工v材料要求：840t铸钢或铸铁重锤v施工要点：自由落体高度630mv原理：冲击波、应力v优点：速度快、效果好、施工简便v缺点：噪音大、需隔振4.其他地基处理b
17、4.其他地基处理C化学加固法化学加固法(注浆加固法注浆加固法)u适用条件：弱饱和层和饱和土层u作用原理：注入化学药剂，固结土颗粒。u目的：提高地基承载力，降低渗透性。u材料要求:耐久和耐水性；良好附着力；凝胶质有一定强度，化学反应速度可调节；无毒、不污染环境。u常用材料：水玻璃类浆液；铬木素类溶液。1.6.3 1.6.3 碾压与夯实碾压与夯实1.7 1.7 土方回填土方回填1.7.1 夯实机具夯实机具1.分层回填分层回填 2.尽量采用同类土尽量采用同类土木夯、铁夯木夯、铁夯人力操作的夯实人力操作的夯实机具。机具。蛙式夯蛙式夯火力夯火力夯履带式打夯机履带式打夯机压路机压路机标准贯入试验v标准贯入试验标准贯入试验（standard penetration test，SPT）是动力触探的一种，是在现场测定砂或粘性土的地基承载力的一种方法。 v标准贯入试验的设备主要由标准贯入器、触探杆和穿心锤三部分组成。触探杆一般用直径为42毫米的钻杆，穿心锤重63.5千克。 v标准贯入试验多与钻探相配合使用，操作要点是：v钻具钻至试验土层标高以上约15厘米处，以避下层土受扰动。v贯入前，应检查触探杆的接头，不得松脱。贯入时，穿心锤落距为76厘米，使其自由下落，将贯入器直打入土层中15厘米。以后每打入土层30厘米的锤击数，即为实测锤击数N。v提出贯入器，取出贯入器中的土样进行鉴别描述。
